機械設計課程設計帶式輸送機傳動裝置設計F6.0V1.5D500全套圖紙

1、機械設計課程設計計算說明書 設計題目 錐齒輪減速器-開式齒輪全套cad圖紙，加153893706目 錄一 課程設計任務書 2二 設計要求 2三 設計步驟 21. 傳動裝置總體設計方案 32. 電動機的選擇 53. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 54. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 55. 齒輪的設計 66. 滾動軸承和傳動軸的設計 127. 鍵聯(lián)接設計 218. 箱體結(jié)構的設計 229.潤滑密封設計 24四 設計小結(jié) 24五 參考資料 251111傳動裝置總體設計方案2、電動機的選擇1）選擇電動機的類型2）選擇電動機的容量3）確定電動機轉(zhuǎn)速3、計算傳動裝置的總傳動比和分配傳動比（1）總傳

2、動比(2)分配傳動比4.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1）各軸的轉(zhuǎn)速2）各軸的輸入功率3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩6. 齒輪的設計1) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)2) 初步設計齒輪主要尺寸7. 滾動軸承和傳動軸的設計(一).軸的設計(二).齒輪軸的設計(三).滾動軸承的校核8. 鍵聯(lián)接設計9.箱體結(jié)構的設計10. 潤滑密封設計一 課程設計任務書課程設計題目：帶式輸送機傳動裝置設計。1.帶式運輸機工作原理（簡圖如下）2.己知條件1）工作條件：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵；環(huán)境最高溫度35；2）使用壽命：8年；3）檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；4）動力來源

3、：電力，三相交流，電壓380220 v5）運輸帶速度允許誤差：±5；6）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。3.設計數(shù)據(jù)參數(shù)運輸帶工作拉力f（n）傳送帶工作速度v（m/s）滾筒直徑d（mm）數(shù)值60001.5500二. 設計要求1.完成減速器裝配圖1張。2.零件工作圖2張。3.編寫設計計算說明書1份。三. 設計步驟1. 傳動裝置總體設計方案本組設計數(shù)據(jù)：按照給定的原始設計數(shù)據(jù)（編號）37和傳動方案b設計減速器裝置;運送帶工作拉力f/n 6000 。運輸帶工作速度v/(m/s) 1.5 。 卷筒直徑d/mm 500 。1）外傳動機構為圓柱齒輪傳動。2）減速器為錐齒輪減速器-

4、開式齒輪。 錐齒輪減速器-開式齒輪3) 方案簡圖如上圖2、電動機的選擇1）選擇電動機的類型按工作要求和工作條件選用y系列三相籠型異步電動機，全封閉自扇冷式結(jié)構，電壓380v。2）選擇電動機的容量工作機的有效功率為從電動機到工作機傳送帶間的總效率為 =·4 ··2·=由機械設計課程設計指導書表1-7可知：錐齒輪傳動效率0.97 ：滾子軸承效率 0.98 ：圓柱齒輪傳動效率 0.94 ：聯(lián)軸器傳動效率 0.99（彈性聯(lián)軸器） ：卷筒傳動效率 0.96所以電動機所需工作功率為 3）確定電動機轉(zhuǎn)速按表1-8推薦的傳動比合理范圍，圓柱齒輪開式傳動比；錐齒輪傳動比即

5、總的傳動比而工作機卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為根據(jù)電動機類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機械設計課程設計指導書表12-1選定電動機型號為y180l-6。其主要性能如下表：電動機型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)y180l-6 15 970 1.8 2.03.計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比(1).總傳動比為 (2).傳動比分配：取 則。 4. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1).各軸的轉(zhuǎn)速 0軸 軸 ii軸 iii軸 卷筒軸 2).各軸的輸入功率0軸 i軸 ii軸 iii軸 卷筒軸 3）.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 0軸 i軸 ii軸 iii軸 卷筒軸 將上述計算結(jié)果匯總與下

6、表，以備查用。軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/(n·mm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比效率0軸1597010.992.50.9510.976.760.92i軸14.85970ii軸14.116384.92iii軸13.695384.92卷筒軸12.61657.375.圓錐齒輪的設計設計傳遞功率 /kw 14.5000小輪計算轉(zhuǎn)速 /(r/min) 970.00小輪計算轉(zhuǎn)矩 /(n.mm) 142757.73預期工作壽命 /h 38400齒輪傳動精度等級 7小輪齒數(shù)z1 23小輪齒寬b1 (mm) 46.00小輪分度圓直徑 (mm) 115.000輪齒大端模數(shù)m (mm) 5.000錐距r (

7、mm) 155.985名義傳動比 2.52實際傳動比 2.52使用系數(shù) 1.00動載系數(shù) 1.14接觸強度齒間載荷分配系數(shù) 1.20接觸強度齒向載荷分配系數(shù) 1.50彎曲強度齒間載荷分配系數(shù) 1.47彎曲強度齒向載荷分配系數(shù) 1.50小輪材料及熱處理方式 球墨鑄鐵小輪齒面硬度 /hbw 300.00小輪計算接觸應力 /mpa 446.90小輪接觸疲勞許用應力/mpa 570.77小輪接觸疲勞極限應力/mpa 630.00小輪計算彎曲應力 /mpa 114.77小輪彎曲疲勞許用應力/mpa 286.99小輪彎曲疲勞極限應力/mpa 215.00大輪齒數(shù)z2 58大輪齒寬b2 (mm) 46.00

8、大輪分度圓直徑 (mm) 290.00大輪材料及熱處理方式 碳鋼調(diào)質(zhì)大輪齒面硬度 /hv10 210.00大輪計算接觸應力 /mpa 446.90大輪接觸疲勞許用應力/mpa 498.73大輪接觸疲勞極限應力/mpa 550.00大輪計算彎曲應力 /mpa 111.00大輪彎曲疲勞許用應力/mpa 307.48大輪彎曲疲勞極限應力/mpa 210.00裝配條件 一個齒輪懸臂接觸斑點檢查方式 滿載逐件檢查傳動方式 閉式傳動齒面粗糙度rz /m 3.2000是否允許有少量的點蝕 允許潤滑油運動粘度v40 /(mm2/s) 100.0000極限傳遞功率 /kw 18.0578大輪接觸疲勞許用應力/m

9、pa 498.73大輪接觸疲勞極限應力/mpa 550.00大輪計算彎曲應力 /mpa 111.00大輪彎曲疲勞許用應力/mpa 307.48大輪彎曲疲勞極限應力/mpa 210.00裝配條件 一個齒輪懸臂接觸斑點檢查方式 滿載逐件檢查傳動方式 閉式傳動齒面粗糙度rz /m 3.2000是否允許有少量的點蝕 允許潤滑油運動粘度v40 /(mm2/s) 100.0000極限傳遞功率 /kw 18.0578 6. 圓柱齒輪的設計1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度(gb10095-88)。材料選擇。由機械設

10、計表6.1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為250hbs，大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為210hbs，二者材料硬度差為40hbs。選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)2。 初步設計齒輪主要尺寸 (1) 設計準則:先由齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。 (2) 按齒面接觸疲勞強度設計，即 1> 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值.試選載荷系數(shù)。.計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 .由機械設計表6.5選取齒寬系數(shù)。.由機械設計表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)。.由機械設計圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。.計算應力循環(huán)次數(shù).由機械設計圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)

11、；。.計算接觸疲勞許用應力安全系數(shù)sh=1 2>.計算. 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 .計算圓周速度。 .計算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級精度，由機械設計圖6.10查得動載系數(shù)； 由機械設計表10-2查得使用系數(shù)； 由機械設計表10-4用插值法查得7級精度、齒輪懸臂布置，； 故載荷系數(shù).按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 .計算模數(shù) ，按標準取模數(shù)兩輪分度圓直徑中心距.計算齒寬。，圓整后.計算齒高 3.核齒根彎曲疲勞強度 由式（6.12），1>.確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值.由機械設計圖6.9查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；.由機械設計圖6.7取彎曲疲勞壽命系

12、數(shù)，；.計算彎曲疲勞許用應力； 取彎曲疲勞安全系數(shù) ，應力修正系數(shù)有 .查取齒形系數(shù)； 由機械設計表6.4查得；.查取應力校正系數(shù)；由機械設計表10-5查得；.計算大、小齒輪的并加以比較； 大齒輪的數(shù)值較大，所以按大齒輪核對計算彎曲疲勞強度足夠(5).結(jié)構設計及繪制齒輪零件圖其次考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于400mm，而又小于1000mm，故以選用輪輻式結(jié)構為宜。其他有關尺寸按機械設計圖6.29薦用的結(jié)構尺寸設計。首先其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑小于等于160mm，所以選用實心齒輪。畫出零件結(jié)構圖。7. 滾動軸承和傳動軸的設計(一).軸的設計.輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知，

13、.初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，正火處理。根據(jù)機械設計表15-3，取，于是 ，由于鍵槽的影響單鍵槽軸徑應增大，即，取 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查機械設計表10.1，取，則： 按照計算轉(zhuǎn)矩應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.軸的結(jié)構設計(1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1).為了滿足辦聯(lián)軸器的軸向定位要求，-段右端需制出一軸肩，處軸肩高，故取-段的直徑；左端用軸端

14、擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故-段的長度應比略短一些，現(xiàn)取 2).初步選擇圓錐滾子軸承。，選軸承樣本，選用型號為30210的單列圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑。3).為方便裝配取安裝齒輪處的軸端-的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的跨度為79mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。查軸承樣本，軸承定位軸肩的高度，所以-=60.由減速器的結(jié)構設計可取l-=30mm. 4).軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構設計而定)。

15、根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 5).取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動軸承寬度，大齒輪輪轂長度，則 參考大圓錐齒輪和小圓錐齒輪的裝配關系，得l-=153至此，已初步確定了軸的各段和長度。(2).軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由工程圖學附表e-11查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配額為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向

16、定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。(3).確定軸上圓角和倒角尺寸參考機械設計課程設計手冊表1-27，取軸端圓角。.求軸上的載荷根據(jù)機械設計p132 公式6.21求的，首先根據(jù)軸的結(jié)構圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，應從手冊中查取值。對于30210圓錐滾子軸承，由手冊中查得。，因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面c是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算處的截面c處的、及的值列于下表。載荷 水平面h 垂直面v支反力彎矩總彎矩 ，.按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面

17、（即危險截面c）的強度。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的計算應力 前已選定軸的材料為45鋼，正火處理，由機械設計表11.2查得因此，故安全。.精確校核軸的疲勞強度 (1).判斷危險截面由于在估算是放大了5%以考慮鍵槽的影響，而且截面a，,b只受轉(zhuǎn)矩，故不必校核截面c上的應力最大，但由于過盈配合及鍵槽引起的應力集中均在該軸段兩端，故也不必校核截面，處應力接近最大，應力集中相近，且最嚴重，但截面不受扭矩作用，故不必做強度校核。截面為危險截面，截面的左右兩側(cè)基恩需校核。 (2).截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩為 截面上的彎曲應力 截面上的扭轉(zhuǎn)切

18、應力 彎曲正應力為對稱循環(huán)循環(huán)彎應力，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，即， 軸的材料為45鋼，正火處理，由機械設計表11.2得，。 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù)及按機械設計附表1.6查取。因，經(jīng)差值后可查得 ， 由，查圖2.8并經(jīng)插值 ，故有效應力集中系數(shù)為 由，查圖2.9 由查圖2.10 軸按磨削加工，由查圖2.12 軸未經(jīng)表面強化處理，即，則綜合系數(shù)為 45鋼： ，取 ，取于是，計算安全系數(shù)值，則 材料均勻，載荷與應力計算精確時：取左側(cè)疲勞強度合格故可知其安全。 (3).截面右側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面右側(cè)的彎矩為 截面上的彎曲應力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應力 彎曲正應力為對稱循環(huán)循

19、環(huán)彎應力，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，即彎曲正應力為對稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)過盈配合處的，由附表1.4用插值法求出，并取，于是得 ， 故得綜合系數(shù)為 所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為 該設備無大的瞬時過載和嚴重的應力循環(huán)不對稱，所以無需強度校核 故該軸在截面右側(cè)的強度也是足夠的。.繪制軸的工作圖，如下： (三).滾動軸承的校核軸承的預計壽命 計算輸出軸承 (1).已知，兩軸承的徑向反力 由選定的圓錐滾子軸承30210，查設計手冊得： (2).因為，故軸承被“壓緊”，軸承被“放松”，得 (3). ，查手冊可得 由于，查表8.10得; (4).計算當量載荷、 (5).軸承壽命計算 查表8.7，8

20、.8得 故滿足預期壽命。8. 鍵聯(lián)接設計.輸出軸與齒輪間鍵的選擇及校核軸徑，輪轂長度，查手冊，選a型平鍵，其尺寸為，(gb/t 1095-2003)現(xiàn)校核其強度：,， 查機械設計表12.1得，因為，故鍵符合強度要求。 .輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核軸徑，輪轂長度，查手冊，選a型平鍵，其尺寸為，(gb/t 1095-2003)現(xiàn)校核其強度：,， 9.箱體結(jié)構的設計減速器的箱體采用鑄造（ht200）制成，采用剖分式結(jié)構為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機體采用配合.1. 機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度2. 考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動件速度小于12m/s

21、，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xh大于40mm為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機體結(jié)構有良好的工藝性.鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為r=5。機體外型簡單，拔模方便.4. 對附件設計 a 視孔蓋和窺視孔在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用m10緊固b 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油

22、孔處的機體外壁應凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。c 油標：油標位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出.d 通氣孔：由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內(nèi)為壓力平衡.e 位銷：為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.f 吊鉤：在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體.減速器機體結(jié)構尺寸如下：名稱符號計算公式結(jié)果箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳

23、螺釘直徑m12地腳螺釘數(shù)目查手冊4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑m14機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）m12軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）m10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）m8定位銷直徑=（0.70.8）10，至外機壁距離查機械設計課程設計手冊表11-2242018，至凸緣邊緣距離查機械設計課程設計手冊表11-22216外機壁至軸承座端面距離=+（812）48大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離>1.210齒輪端面與內(nèi)機壁距離>16機座肋厚 軸承端蓋外徑+（55.5） 14010. 潤滑密封設計對于單級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用sh0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為h+，h=30 =45。所以h+=30+45=75其中油的粘度大，化學合成油，潤滑效果好。 從密封性來講為了保證機蓋與機座連接處密封，凸緣應有足夠的寬度，連接表面應精刨，密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置，保證部分面處的密封性。軸承端蓋采用嵌入式端蓋，易于加工和安裝。四 設計小結(jié) 這次關于帶式運輸機上的單級展開式圓柱齒輪減速器的課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計